一种退役电池梯次利用方法技术

本发明专利技术公开了一种退役电池梯次利用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、退役电池的分选；步骤S2、单体退役电池的重新重组；步骤S3、基于多簇电池系统并联的柔性成组储能系统的构建。本发明专利技术还公开了所述退役电池梯次利用方法在新能源汽车退役电池回收再利用上的应用。本发明专利技术公开的退役电池梯次利用方法能快捷、安全、高效地将退役电池进行梯次利用，再利用成本低，可以根据当前梯次簇电池自身容量，自动调整输出能量至PCS以及充电机，可多元化兼容各种梯次电池簇并联大功率输出，消除不同梯次电池簇差异性并联之间产生的环流问题，很好地规避梯次电池的不一致性，使整个系统最优的稳定运行，降低使用安全风险。

【技术实现步骤摘要】
一种退役电池梯次利用方法
本专利技术属于退役电池回收利用
，具体涉及一种退役电池梯次利用方法。
技术介绍
近年来，随着科技的进步及人们对环境问题认识上的深入，清洁环保新能源汽车产业蓬勃发展，促使市面上新能源汽车产量迅猛增长。动力电池作为新能源汽车的核心部件，在其容量下降到一定程度后为保证新能源汽车的续航里程和行驶安全性，对于容量下降不能满足新能源汽车行驶要求的动力电池必须进行更换，这些被更下来的动力电池被称之为退役电池。随着政策的支持，作为常见的新能源汽车的电动汽车还会继续呈现爆发式增长，可以预测未来退役电池也将日益增加。退役电池若直接报废，不仅会造成很大资源浪费，还会对环境产生很大的危害，如果将退役电池经分选后梯次利用到储能系统，不仅能减少资源的浪费和环境污染，而且还能产生一定的经济价值，实现双赢。目前，退役电池梯次利用的方法主要包括将电池包拆解成单体电池，进行二次成组使用，和直接将整个电池包用于微网储能系统。将电池包拆解成单体电池，进行二次成组使用的方法能够实现对每支单体电池的状态评估，二次使用时可靠性高，但二次使用前需要进行测试、分选、配组，这种方法过程复杂、耗时、成本高、拆解方案可行性较差。直接将整个电池包用于微网储能系统的方法二次使用成本较低，但会存在有部分电池衰减较为严重，导致整个电池包的使用寿命很短；甚至，由于退役电池的电压等级、剩余容量以及材料类型的不同，退役电池不能像新电池一样直接用于储能系统，根本不能进行大规模的串并联使用。申请号为201910762678.6的中国专利技术专利提供了一种退役电池梯次利用方法，包括退役电池分选、退役电池分组和退役电池组成储能系统。该专利技术还提供退役电池梯次利用系统，包括储能系统和用于控制所述储能系统进行充放电的能量管理单元，储能系统由若干工作电压为570～832.2V电池簇构成，所述电池簇包括并联的若干电池组；所述电池组包括串联的退役电池、PCS和监控单元。该专利技术通过组串分布式架构来解决退役电池的一致性问题，这种方式在流程上简化许多，不仅可以将储能电池细化管理，还可最大化的保证电池的一致性。而且能够保证整套系统的长期稳定运行，客观上也增加了梯次利用储能系统的安全性和使用寿命；同时，该专利技术降低了梯次利用的成本，使用推广应用。然而，该退役电池梯次利用方法不能根据当前梯次簇电池自身容量，自动调整输出能量至PCS以及充电机，无法多元化兼容各种梯次电池簇并联大功率输出，仍然存在不同梯次电池簇差异性并联之间产生的环流问题。因此，开发一种退役电池梯次利用成本低、效率高，能有效规避梯次电池的不一致性，使得梯次利用储能系统安全稳定运行的退役电池梯次利用方法符合市场需求，具有较高的市场价值和应用前景，对促进退役电池的回收再利用领域的发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术目的是为了克服现有技术的不足而提供一种退役电池梯次利用方法，该方法能快捷、安全、高效地将退役电池进行梯次利用，再利用成本低，可以根据当前梯次簇电池自身容量，自动调整输出能量至PCS以及充电机，可多元化兼容各种梯次电池簇并联大功率输出，消除不同梯次电池簇差异性并联之间产生的环流问题，很好地规避梯次电池的不一致性，使整个系统最优的稳定运行，降低使用安全风险。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种退役电池梯次利用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、退役电池的分选：基于电池的历史数据，对电池包的健康状态参数SOH进行初步评估；然后对经过初步评估的单体退役电池进行外特性指标进行分选，判断退役电池是否可进行梯次利用，不能梯次利用的作剔除处理；步骤S2、单体退役电池的重新重组：对经过步骤S1分选合格的退役电池按照事先设定的分级标准进行分级，然后将分级后的退役电池按配组要求，重新重组，待梯次利用；步骤S3、基于多簇电池系统并联的柔性成组储能系统的构建：将经过步骤S2重组的同一组的退役电池组与PCS、BMS电池管理单元串联形成基本储能单元；将所述基本储能单元并联形成单簇梯次电池簇，然后将DC/DC电源直流变换器接入，将单簇梯次电池簇通过DC/DC直流变换器输出并联接入到直流母线输出到PCS以及充电机，DC/DC直流变换器可以根据输出端电压调整自身输出的匹配电压，DC/DC直流变换器可以根据不同的退役电池采用不同的充放电控制策略，根据当前梯次簇电池自身容量，自动调整输出能量至PCS以及充电机，形成储能系统；最后将所述储能系统与后台管理模块连接。优选的，步骤S1中所述退役电池的分选，具体为：（1）外观的分选：依据确定的外观标准进行分选，判断并确定进入历史信息分选环节；（2）历史数据的分选：依据确定的历史数据标准进行分选，判断并确定进入健康状态分选环节；（3）健康状态的分选：对退役电池进行容量检测，计算其健康状态参数，依据确定的健康状态参数标准，判断并确定进入外特性指标分选环节；（4）外特性指标的分选：依据确定的外特性指标的分选标准进行分选，判断并确定进入梯次利用环节。优选的，所述外观标准为：壳体无漏液、无气胀、无破损、无裂纹、无变形和无腐蚀；极耳无破损、无污渍、无腐蚀、无明显氧化痕迹、干燥和标志清晰正确；安全阀无破损和无腐蚀。优选的，所述历史数据标准为：电池使用年限≤5年；电池生产批次间隔≤15天；为同一生产厂家所生产，相同的电池类型且采用相同的电极体系；无过充记录、无过放记录、过热状态下无充放电记录且可读取历史运行数据。优选的，所述健康状态参数标准为：SOH≥75%。优选的，所述外特性指标的分选标准为：常温4h放电容量≥标称容量的60%，且同一组退役电池中3h最大放电容量与最小容量间的差值≤标称容量的2%；自放电率≤5％；电池k值(ΔOCV/ΔT)≤0.1mV/h；充电截止时的最大静态压差△Vc≤30mV、放电截止时的最大静态压差△Vd≤260mV、放电结束时最高温度Th≤35℃、最大温差△T≤6℃；交流内阻≤单体电池初始交流内阻的1.5倍，且直流内阻≤单体电池初始直流内阻的1.8倍。优选的，步骤S2中的分级标准为：若SOH≥85％、自放电率≤2％、充电截止时的最大静态压差△Vc≤10mV、放电截止时的最大静态压差△Vd≤150mV，则退役电池为A组；若80％≤SOH＜85％、2%＜自放电率≤3％、充电截止时的最大静态压差10mV＜△Vc≤20mV、放电截止时的最大静态压差150mV＜△Vd≤210mV，则退役电池为B组；若75％≤SOH＜80％、3%＜自放电率≤4％、充电截止时的最大静态压差20mV＜△Vc≤25mV、放电截止时的最大静态压差210mV＜△Vd≤250mV，则退役电池为C组；若75％≤SOH＜80％、4%＜自放电率≤5％、充电截止时的最大静态压差25mV＜△Vc≤30mV、放电截止时的最大静态压差210mV＜△Vd≤260mV，则退役电池为C组。优选的，步骤S3中所述基本储能单元的数量为1-50个。优选的，步骤S3中所述单簇梯次电池簇的数量为5-25个。优选的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种退役电池梯次利用方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1、退役电池的分选：基于电池的历史数据，对电池包的健康状态参数SOH进行初步评估；然后对经过初步评估的单体退役电池进行外特性指标进行分选，判断退役电池是否可进行梯次利用，不能梯次利用的作剔除处理；/n步骤S2、单体退役电池的重新重组：对经过步骤S1分选合格的退役电池按照事先设定的分级标准进行分级，然后将分级后的退役电池按配组要求，重新重组，待梯次利用；/n步骤S3、基于多簇电池系统并联的柔性成组储能系统的构建：将经过步骤S2重组的同一组的退役电池组与PCS、BMS电池管理单元串联形成基本储能单元；将所述基本储能单元并联形成单簇梯次电池簇，然后将DC/DC电源直流变换器接入，将单簇梯次电池簇通过DC/DC直流变换器输出并联接入到直流母线输出到PCS以及充电机，DC/DC直流变换器可以根据输出端电压调整自身输出的匹配电压，DC/DC直流变换器可以根据不同的退役电池采用不同的充放电控制策略，根据当前梯次簇电池自身容量，自动调整输出能量至PCS以及充电机，形成储能系统；最后将所述储能系统与后台管理模块连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种退役电池梯次利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、退役电池的分选：基于电池的历史数据，对电池包的健康状态参数SOH进行初步评估；然后对经过初步评估的单体退役电池进行外特性指标进行分选，判断退役电池是否可进行梯次利用，不能梯次利用的作剔除处理；
步骤S2、单体退役电池的重新重组：对经过步骤S1分选合格的退役电池按照事先设定的分级标准进行分级，然后将分级后的退役电池按配组要求，重新重组，待梯次利用；
步骤S3、基于多簇电池系统并联的柔性成组储能系统的构建：将经过步骤S2重组的同一组的退役电池组与PCS、BMS电池管理单元串联形成基本储能单元；将所述基本储能单元并联形成单簇梯次电池簇，然后将DC/DC电源直流变换器接入，将单簇梯次电池簇通过DC/DC直流变换器输出并联接入到直流母线输出到PCS以及充电机，DC/DC直流变换器可以根据输出端电压调整自身输出的匹配电压，DC/DC直流变换器可以根据不同的退役电池采用不同的充放电控制策略，根据当前梯次簇电池自身容量，自动调整输出能量至PCS以及充电机，形成储能系统；最后将所述储能系统与后台管理模块连接。


2.根据权利要求1所述的一种退役电池梯次利用方法，其特征在于，步骤S1中所述退役电池的分选，具体为：
外观的分选：依据确定的外观标准进行分选，判断并确定进入历史信息分选环节；
历史数据的分选：依据确定的历史数据标准进行分选，判断并确定进入健康状态分选环节；
健康状态的分选：对退役电池进行容量检测，计算其健康状态参数，依据确定的健康状态参数标准，判断并确定进入外特性指标分选环节；
外特性指标的分选：依据确定的外特性指标的分选标准进行分选，判断并确定进入梯次利用环节。


3.根据权利要求2所述的一种退役电池梯次利用方法，其特征在于，所述外观标准为：壳体无漏液、无气胀、无破损、无裂纹、无变形和无腐蚀；极耳无破损、无污渍、无腐蚀、无明显氧化痕迹、干燥和标志清晰正确；安全阀无破损和无腐蚀。


4.根据权利要求2所述的一种退役电池梯次利用方法，其特征在于，所述历史数据标准为：电池使用年限≤5年；电池生产批次间隔≤15天；为同一生产厂家所生产，相同的电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：昝向明，
申请(专利权)人：安徽恒明工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34